KR101601489B1

KR101601489B1 - 오일펌프 제어방법

Info

Publication number: KR101601489B1
Application number: KR1020140124865A
Authority: KR
Inventors: 이학성; 정상현; 송상록; 이재신; 김요한; 이종호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2016-03-22
Also published as: DE102014224861A1; US20160084125A1; CN105730437B; US9322305B2; JP6400440B2; JP2016061438A; CN105730437A

Abstract

본 발명은 차량에 장착되는 전동식 오일펌프를 그 품질에 무관하게 일률적으로 제어하지 않고, 해당 전동식 오일펌프의 성능에 맞게 학습하여 제어할 수 있도록 함으로써, 소비되는 동력을 최소화하여 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

오일펌프 제어방법{CONTROL METHOD FOR OIL PUMP}

본 발명은 오일펌프 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 사용되는 전동식 오일펌프를 제어하는 방법에 관한 기술이다.

차량에는 다수의 오일펌프가 사용될 수 있으며, 최근에는 각종 필요에 의해 차량의 주행상황에 따라 그 작동을 제어할 수 있는 전동식 오일펌프의 사용이 증가하는 추세에 있다.

상기 오일펌프는 대체로 그 작동메커니즘이 기어나 베인의 회전에 의해 오일을 펌핑하도록 구성되어 있는 바, 기어나 펌프하우징 등의 기계적인 공차 등에 의해 그 품질의 편차가 발생할 수 있다.

도 1은 종래 이와 같은 전동식 오일펌프의 품질에 따른 RPM과 생성 압력 사이의 관계를 그래프로 도시한 것으로서, 가장 품질이 우수한 상한품과 가장 품질이 떨어지는 하한품 및 그 중간의 품질을 가진 중간품의 RPM에 따른 생성 압력의 관계가 비교되어 도시되고 있다.

도 1을 참조하면, 예컨대 상기한 바와 같은 전동식 오일펌프를 사용하는 변속기 등과 같은 장치에서 필요로 하는 목표압력을 생성하기 위해서 각 품질별 오일펌프의 RPM은 차이가 나게 되며, 이러한 차이는 전동식 오일펌프의 소모파워가 차이가 남을 의미하고, 이러한 전동식 오일펌프를 구비한 차량에서는 연비에 차이를 가져오게 됨을 의미한다.

대량으로 차량을 제작함에 있어서, 각 차량에 조립되는 전동식 오일펌프의 품질 편차를 알 수 없으므로, 해당 차종의 설계시에는 하한품을 기준으로 해당 전동식 오일펌프의 RPM을 제어하도록 해야, 하한품이 장착된 차량에서의 문제 발생을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 경우, 상한품이나 중간품의 전동식 오일펌프가 장착된 차량에서는 불필요한 동력의 소모로 연비를 악화시키는 원인이 되며, 통상 해당 모델의 전동식 오일펌프의 품질은 중간품을 기준으로 정규분포를 이루게 되므로, 해당 차종에 장착되는 70~80% 이상의 전동식 오일펌프는 적어도 중간품 이상의 성능을 가지고 있는 것이므로, 결과적으로 일부 하한품을 기준으로 전동식 오일펌프의 RPM을 제어하게 되면, 중간품 이상의 대부분의 전동식 오일펌프가 장착된 차량에서 불필요한 동력 소모로 차량의 연비를 저하시키게 됨을 알 수 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

1020090045990

A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량에 장착되는 전동식 오일펌프를 그 품질에 무관하게 일률적으로 제어하지 않고, 해당 전동식 오일펌프의 성능에 맞게 학습하여 제어할 수 있도록 함으로써, 소비되는 동력을 최소화하여 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 오일펌프 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 오일펌프 제어방법은

전동식 오일펌프의 품질에 따른 필요 회전수를 학습하기 위한 학습조건이 만족되는지를 판단하는 조건판단단계와;

상기 학습조건이 만족되는 경우, 현재 유온에 따라 기본이 되는 대기상태의 회전수로 전동식 오일펌프를 제어하는 학습대기단계와;

상기 학습대기단계에 의해 형성된 대기상태로부터 소정의 학습목표회전수로 상기 전동식 오일펌프를 제어하면서 형성되는 유압을 측정하는 유압측정단계와;

상기 유압측정단계에서 측정된 유압을, 미리 구비된 기준맵들의 유압과 비교하여, 상기 측정된 유압과 상기 기준맵들의 유압들과의 차이에 비례하도록 새로운 학습맵을 형성하는 맵생성단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 전동식 오일펌프의 품질에 따른 RPM과 생성 압력 사이의 관계를 비교하여 도시한 그래프,
도 2는 본 발명 오일펌프 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 구성도,
도 4는 본 발명의 유압측정단계에서 측정된 유압을 기준맵들과 비교하는 예를 설명한 그래프,
도 5는 본 발명의 맵생성단계를 개념적으로 설명한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 오일펌프 제어방법의 실시예는, 전동식 오일펌프의 품질에 따른 필요 회전수를 학습하기 위한 학습조건이 만족되는지를 판단하는 조건판단단계(S10)와; 상기 학습조건이 만족되는 경우, 현재 유온에 따라 기본이 되는 대기상태의 회전수로 전동식 오일펌프를 제어하는 학습대기단계(S20)와; 상기 학습대기단계에 의해 형성된 대기상태로부터 소정의 학습목표회전수로 상기 전동식 오일펌프를 제어하면서 형성되는 유압을 측정하는 유압측정단계(S30)와; 상기 유압측정단계에서 측정된 유압을, 미리 구비된 기준맵들의 유압과 비교하여, 상기 측정된 유압과 상기 기준맵들의 유압들과의 차이에 비례하도록 새로운 학습맵을 형성하는 맵생성단계(S40)를 포함하여 구성된다.

상기 유압측정단계에서 상기 전동식 오일펌프에 의해 생성되는 유압을 측정하는 센서는, 상기 전동식 오일펌프로부터 유압을 제공받지만, 작동시 상기 전동식 오일펌프에서 토출되는 유압과는 상이한 유압으로 제어될 수 있는 유압장치에 설치되어, 상기 유압장치의 작동시 상기 유압장치의 제어 압력을 센싱하기 위한 유압센서이다.

즉, 본 발명은 상기 유압센서에 의해 항시 상기 전동식 오일펌프의 토출압을 모니터링 할 수 없는 유압시스템에서, 장착된 전동식 오일펌프의 품질에 따른 성능차이를 특정한 학습조건에서 학습하여, 상기 학습맵을 형성한 후, 이후에는 상기 학습맵을 통하여 상기 전동식 오일펌프를 제어함으로써, 전동식 오일펌프가 불필요한 동력을 소모하지 않도록 하는 것이다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 하이브리드 차량의 구성을 개념적으로 예시하고 있는 바, 엔진(1)의 동력은 엔진클러치(3)를 통해 변속기(5)로 입력될 수 있도록 구성되고, 변속기 쪽에는 모터(7)가 장착되어 있으며, 상기 변속기에 오일을 공급할 수 있도록 전동식 오일펌프(9)가 구비되어 있고, 상기 전동식 오일펌프는 컨트롤러(11)에 의해 제어되는 구성이며, 상기 엔진클러치(3)에도 상기 전동식 오일펌프로부터의 유압이 차량의 운전상태에 따라 적절히 제어되어 공급되는데, 이때 엔진클러치의 정확한 제어를 위해 상기 엔진클러치로 공급되는 제어유압은 유압센서(13)에 의해 측정될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 변속기는 별도의 기계식 오일펌프 없이 상기 전동식 오일펌프에 의해서만 필요로 하는 유압을 공급받도록 구성되어 있다.

상기 도 3의 구성에 본 발명을 적용하면, 본 발명에서 언급되고 있는 상기 유압장치는 상기 엔진클러치에 해당되며, 상기 유압센서는 상기 엔진클러치를 제어하는 제어유압을 측정하기 위해 마련된 센서인 것이다.

상기 조건판단단계에서는 상기 유압장치를 작동하지 않아서 상기 유압센서가 상기 유압장치의 제어를 위한 압력 측정을 하지 않아도 되는 상태인지의 여부와, 오일의 온도가 소정 범위 이내인지를 판단하여, 상기 유압센서가 상기 유압장치의 제어에 사용되지 않아 상기 전동식 오일펌프의 토출압 측정에 사용이 가능한 상태이고, 상기 오일의 온도가 상기 소정 범위 이내인 경우, 상기 학습조건이 만족되는 것으로 판단한다.

즉, 도 3의 구성과 같은 차량에서는 차량의 조립이나 정비 직후, 엔진클러치의 작동이 요구되지 않는 변속단인 P나 N단에서 가속페달의 조작이 없는 경우에는, 상기 유압센서가 상기 유압장치의 제어를 위한 압력 측정을 하지 않아도 되는 상태로 판단할 수 있는 것이다.

또한, 상기 오일의 온도는, 차량의 정상상태 주행 시 오일온도에 비하여 너무 오일 온도가 낮아서 오일의 과도한 점성으로 제대로 된 학습의 진행이 어려운 경우를 배제하고 또한 너무 오일 온도가 높아서 비정상적인 상황이라고 판단되는 경우를 배제할 수 있는 범위 내에 속한 경우에 상기 학습이 가능하다고 할 것이므로, 상기 오일 온도의 소정 범위는 예컨대 40℃ 내지 100℃ 등과 같이 정해질 수 있을 것이다.

상기 학습대기단계에서는 미리 유온별로 기본이 되는 대기상태의 회전수가 정해진 제1제어맵으로부터 현재 유온에 해당하는 회전수를 구하여 상기 전동식 오일펌프를 제어하고, 상기 유압측정단계에서는 미리 유온별로 학습목표회전수가 정해진 제2제어맵으로부터 현재 유온에 해당하는 회전수를 구하여 상기 전동식 오일펌프를 제어하면서 유압을 측정한다.

참고로, 표 1은 상기 제1제어맵의 예시이며, 표 2는 상기 제2제어맵의 예시이다.

유온(℃)	40	60	80	100
회전수(RPM)	200	400	600	800

유온(℃)	40	60	80	100
회전수(RPM)	420	700	960	1300

물론, 상기와 같은 제1제어맵과 제2제어맵은 하나의 통합맵으로 구성될 수도 있을 것이다.

상기 제2제어맵의 학습목표회전수는 중간품의 전동식 오일펌프가 해당 유온에서 상기 유압장치인 엔진클러치의 통상적인 운전상태에서 필요로 하는 유압을 형성할 수 있는 회전수로 설정된다.

예컨대, 상기 엔진클러치의 통상적인 운전상태에서 필요로 하는 유압이 12BAR인 경우, 해당 유온에서 중간품의 전동식 오일펌프로 12BAR를 형성하기 위해서 구동해야 하는 전동식 오일펌프의 회전수를 상기 각 유온에 따른 학습목표회전수로 설정하는 것이다.

상기 제1제어맵의 대기상태의 회전수는 상기 제2제어맵의 학습목표회전수보다 낮고, 상기 학습대기단계와 유압측정단계 사이의 전동식 오일펌프 회전수 변화에 의해 뚜렷한 유압의 차이로 유압측정의 정도를 확보할 수 있는 수준으로 설정되는 것이 바람직할 것이다.

상기 유압측정단계에서는 상기 전동식 오일펌프를 수초 이내의 시간 동안, 해당 유온에 따른 상기 학습목표회전수로 구동하면서 상기 유압센서로 유압을 측정할 수 있으며, 이때, 상기와 같이 전동식 오일펌프를 학습목표회전수로 구동하면서 유압을 측정한 후 다시 상기 대기상태의 회전수로 낮추었다가 다시 상기 학습목표회전수로 구동하면서 유압을 측정하는 작업을 반복적으로 수회 실시하여 그 평균값을 구하여 상기 맵생성단계에 사용할 수도 있을 것이다.

상기 맵생성단계에서는 상기 유압측정단계에서 측정된 유압을 기존에 미리 구비되어 있는 기준맵들의 동일 유온에서의 유압과 비교하게 되는데, 이를 개념적으로 표현하면, 도 4의 그래프와 같다.

즉, 도 4에서 별표는 상기 유압측정단계에서 측정된 유압을 나타내는 바, 현재 유온은 40℃이며, 학습에 사용된 전동식 오일펌프는 중간품과 하한품 사이의 성능을 나타내고 있는 것이다.

상기 별표에 해당하는 유압이 상기 중간품의 40℃에서의 유압과 하한품의 40℃에서의 유압과 이루는 거리의 비에 의해 비례보정계수를 산출하여, 도 5에 도시된 바와 같이 미리 준비된 다수의 기준맵들 중 전동식 오일펌프의 하한품에 대한 기준맵과 중간품에 대한 기준맵의 값들에 상기 비례보정계수를 적용하여, 그 사이의 새로운 학습맵을 형성하는 것이다.

물론, 이후 상기 차량의 정상적인 작동시에는 상기 학습맵을 기준으로 상기 전동식 오일펌프를 제어함에 따라, 상기 전동식 오일펌프의 성능에 맞게 최적의 회전수로만 제어하게 되고 지나치게 높은 회전수로 불필요하게 구동되는 것을 방지함으로써, 소요동력을 저감시킴에 따라 차량에서는 연비를 향상시키는 효과를 가져오게 된다.

여기서, 상기 기준맵들은 더욱 세분화되어 더 많은 개수가 미리 구비될 수도 있고, 극한 상황에 대비한 별도의 기준맵들도 추가될 수 있을 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S10; 조건판단단계
S20; 학습대기단계
S30; 유압측정단계
S40; 맵생성단계
1; 엔진
3; 엔진클러치
5; 변속기
7; 모터
9; 전동식 오일펌프
11; 컨트롤러
13; 유압센서

Claims

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전동식 오일펌프의 품질에 따른 필요 회전수를 학습하기 위한 학습조건이 만족되는지를 판단하는 조건판단단계와;
상기 학습조건이 만족되는 경우, 현재 유온에 따라 기본이 되는 대기상태의 회전수로 전동식 오일펌프를 제어하는 학습대기단계와;
상기 학습대기단계에 의해 형성된 대기상태로부터 소정의 학습목표회전수로 상기 전동식 오일펌프를 제어하면서 형성되는 유압을 측정하는 유압측정단계와;
상기 유압측정단계에서 측정된 유압을, 미리 구비된 기준맵들의 유압과 비교하여, 상기 측정된 유압과 상기 기준맵들의 유압들과의 차이에 비례하도록 새로운 학습맵을 형성하는 맵생성단계;를 포함하여 구성되고,
상기 유압측정단계에서 상기 전동식 오일펌프에 의해 생성되는 유압을 측정하는 센서는, 상기 전동식 오일펌프로부터 유압을 제공받지만, 작동시 상기 전동식 오일펌프에서 토출되는 유압과는 상이한 유압으로 제어될 수 있는 유압장치에 설치되어, 상기 유압장치의 작동시 상기 유압장치의 제어 압력을 센싱하기 위한 유압센서이며,
상기 조건판단단계에서는 상기 유압장치를 작동하지 않아서 상기 유압센서가 상기 유압장치의 제어를 위한 압력 측정을 하지 않아도 되는 상태인지의 여부와, 오일의 온도가 소정 범위 이내인지를 판단하여, 상기 유압센서가 상기 유압장치의 제어에 사용되지 않아 상기 전동식 오일펌프의 토출압 측정에 사용이 가능한 상태이고, 상기 오일의 온도가 상기 소정 범위 이내인 경우, 상기 학습조건이 만족되는 것으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 오일펌프 제어방법.
전동식 오일펌프의 품질에 따른 필요 회전수를 학습하기 위한 학습조건이 만족되는지를 판단하는 조건판단단계와;
상기 학습조건이 만족되는 경우, 현재 유온에 따라 기본이 되는 대기상태의 회전수로 전동식 오일펌프를 제어하는 학습대기단계와;
상기 학습대기단계에 의해 형성된 대기상태로부터 소정의 학습목표회전수로 상기 전동식 오일펌프를 제어하면서 형성되는 유압을 측정하는 유압측정단계와;
상기 유압측정단계에서 측정된 유압을, 미리 구비된 기준맵들의 유압과 비교하여, 상기 측정된 유압과 상기 기준맵들의 유압들과의 차이에 비례하도록 새로운 학습맵을 형성하는 맵생성단계;를 포함하여 구성되고,
상기 유압측정단계에서 상기 전동식 오일펌프에 의해 생성되는 유압을 측정하는 센서는, 상기 전동식 오일펌프로부터 유압을 제공받지만, 작동시 상기 전동식 오일펌프에서 토출되는 유압과는 상이한 유압으로 제어될 수 있는 유압장치에 설치되어, 상기 유압장치의 작동시 상기 유압장치의 제어 압력을 센싱하기 위한 유압센서이며,
상기 학습대기단계에서는 미리 유온별로 기본이 되는 대기상태의 회전수가 정해진 제1제어맵으로부터 현재 유온에 해당하는 회전수를 구하여 상기 전동식 오일펌프를 제어하고;
상기 유압측정단계에서는 미리 유온별로 학습목표회전수가 정해진 제2제어맵으로부터 현재 유온에 해당하는 회전수를 구하여 상기 전동식 오일펌프를 제어하면서 유압을 측정하는 것
을 특징으로 하는 오일펌프 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제2제어맵의 학습목표회전수는 중간품의 전동식 오일펌프가 해당 유온에서 상기 유압장치의 통상적인 운전상태에서 필요로 하는 유압을 형성할 수 있는 회전수로 설정되고;
상기 제1제어맵의 대기상태의 회전수는 상기 제2제어맵의 학습목표회전수보다 낮고, 상기 학습대기단계와 유압측정단계 사이의 전동식 오일펌프 회전수 변화에 의해 뚜렷한 유압의 차이로 유압측정의 정도를 확보할 수 있는 수준으로 설정되는 것
을 특징으로 하는 오일펌프 제어방법.
청구항 3 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유압장치는 차량에 탑재된 변속기의 입력축에 엔진의 동력을 단속적으로 전달할 수 있도록 설치된 엔진클러치이고, 상기 유압센서는 상기 엔진클러치의 제어유압을 측정하는 센서인 것
을 특징으로 하는 오일펌프 제어방법.
청구항 6에 있어서,
상기 변속기는 별도의 기계식 오일펌프 없이 상기 전동식 오일펌프에 의해서만 필요로 하는 유압을 공급받도록 구성된 것
을 특징으로 하는 오일펌프 제어방법.